Электролит для осаждения сплава медь-висмут

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК д(5 Ы С 25 3 Э 3 58 Ч 80,8-95,6 14,6-40,0 39, 5-40, 5 4,5-5,5 62-63 Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(541 (57) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯСПЛАВА МЕДЬ-ВИСМУТ, содержащий солимеди и висмута, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ЯО 1010162 А выхода по току сплава и стабильности электролита, он дополнительно содержит азотнокислый аммоний, полиэтиленгликолевые эфиры высокемолекулярных алкилфенолов (ОП) и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), а в качестве солей меди и висмута - азотнокислую медь и азотнокислый висмут при следующем соотношении компонентов, г/л;Азотнокислый висмутАзотнокислая медьАзотнокислый аммонийОП Трилон БИзобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению сплава медь-ви смут.Известен электролит для получения покрытий из сплава медь-сурьма,содержащий аммонийно-тартратнуюсоль сурьмы и сернокислую медь 11,Однако данный электролит на основе тартратных . и сернокислых солейне позволяет получать покрытия из 10сплава медь-висмут.Наиболее близким к изобретениюявляется электролит для осаждениясплава медь-висмут, содержащий перхлораты меди и висмута и хлорную 15ки слоту 2 .Недостатками известного электролита являются низкая скорость осаждения покрытий (17-19 мкм/ч), малыйвыход сплава по току (79,7-95,5),сложность приготовления исходныхкомпонентов и низкая стабильностьэлектролита,Цель изобретения - повышение выхода по току сплава и стабильностиэлектролита.25Указанная цель достигается тем,что электролит, содержащий соли медии висмута, дополнительно содержитазотнокислый аммоний, полиэтиленгликолевые эфиры высокомолекулярных алкилфенолов (ОП) и динатриевую соль,этилендиаминтетрауксуснойКислоты (трилон Б), а в качествесолей меди и висмута - азотнокислуюмедь и азо. нокислый висмут при следующем соотношении компонентов, г/л;Азотнокислый висмут 80,8-95,6Азотнокислая медь 14,6-40,0Азотнокислый аммоний 39 5 40 . 40ОП4,5-5,5Трилон Б 62,0-63,Для приготовления электролита необходимо растворить в отдельных емкостях трилон Б, соли меди и висмута. Раствор комплексообразователя(трилон Б) вливают при перемешиваниив растворы солей, а затем перемешивают их. К полученной смеси добавляют азотнокислый аммоний и ОП Процесс осаждения сплавов осуществляют при катодной плотности тона0,6-2,0 А/дм., температуре 18-25(.",рН 0,65-3,7, при перемешивании сиспользованием анодов из платины.При этих режимах электролиза выход .55по току составляет 99,4-99,8, скорость осаждения 20-21 мкм/ч, толщина получаемых покрытий 44-52 мкм,Электролит позволяет получать осадки иэ сплава медь-висмут с содержа-,нием висмута до 34.- 0,5 р Конкретные примеры, иллюстрирующиеиспользование изобретения, приведены в таблице,Микротвердость покрытий определяют на приборе ПМТпри нагрузке 100 г, испытания на коррозионную стойкость проводят, используя в каИспользование в качестве комплексообразователя трилона Б предотвращает гидролиз солей, позволяет получать стабильный электролит, состав 65 которого по основным компонентам и кислотности может варьироваться в широких пределах.Выбранный предел концентраций трилона Б в растворе обусловлен необходимостью поддерживать постоянной величину соотношения концентрации комплексообразователя к суммарной концентрации металла; где 1: Ме 1 = сонями: = 0,66 г-экв/л. АПри соотношении в , меньшем 0,5, возрастает количество свободных ионовметалла в растворе, что может привести к гидролизу солей висмута.Увеличение соотношения А(Ь выше 0,5приводит к возрастанию свободноготрилона Б в растворе и может сопровождаться выпадением осадка в кислойсреде в результате вытеснения слабойэтилендиаминтетрауксусной кислоты изее динатриевой соли,Оптимальная суммарная концентрациьметалла в растворе 45,5 г/л. Дальнейшее повышение суммарной концентрацииметаллов нецелесообразно, посколькуэто не приводит к увеличению выходасплавов по току.Изменение соотношения количестваметаллов в растворе при постояннойсуммарной концентрации приводит кзначительному изменению составасплава и качества осадков. При соотношении меди к висмуту, большем0,3, осадки состоят практически только из меди, При соотношении металлов,меньшем 0,1, разряд ионов меди идетна предельном токе и качество осадков ухудшается. Эти обстоятельствапозволяют выбрать оптимальные интервалы концентрации соли меди(14,6-40,0 г/л) и висмута (80,095,6 г/л). Добавление нитрата аммония к электролиту повышает электропроводность раствора и улучшает равномерность распределения металла накатодной поверхности. Поверхностно-активное ионогенное вещество ОП, адсорбируясь на катоде, ингибирует процесс восстановления ионов металла, одновременно улучшая смачиваемость осадков, что приводит к повышению равномерности распределения металла на поверхности катода и улучшает каЧество покрытий.1010162 Компонентыи характеристики электролита ил он Б, г/л 63,2,5 зотнокислый висм 95,6 0,8 7 г/л 28,8 14,6 Азотнокислая медь, г/л 40,0 г/ 0 0,5 39,5 зотнокислый аммо 4,5,7 1,3 рН раствора 64,7 65,1 С электролита, 3 Серые олотистые нешний вид покрытий Розовы Матовы ато Полублестящие г 5 15 икротвердость, кг Скорость коррозии,кг/м ч 0+ 10 10 7,5 ф 1 но из приведенных данных, позволяет повысить скорость электроние данного электролита 65 осаждения покрытий и увеличить выход Как в использочестве агрессивной среды 0,1 н, серную кислоту Проведенные исследования позволяют установить, что электролит в предлагаемых интервалах состава и кислотности является стабильным и можетхраниться очень долго. После пропускания 1,0-1,5 А-ч/л необходимо производить корректировку электролитапо меди и через 30-47 Д-ч/л по вис муту,Заказ 2415/15 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 по току сплава. При этом осаждаются качественные пластичные, прочносцепленные с основой осадки сплава медь- висмут. Покрытия выдерживают изгиб под утлом 90-100 без излома и не отслаиваются от основы после нагрева при 250 С в течение 1 ч и последующего резкого охлаждения.Электрохимическое легирование висмутом медных покрытий приводит к повышению их коррозионной стойкос О ти и прочностных характеристик. Учитывая то, что висмут - самый нетоксичный из тяжелых металлов, можно испольэовать покрытия сплавом медь- висмут как защитно-декоративные в производстве предметов домашнего обихода, в качестве промежуточных слоев, а также при изготовлении печатных схем.Экономическая эффективность от использования предлагаемого электролита взамен известного хлорнокислого 1300-1900 Р./м